Дуополия занимает почти 90% рынка оборудования для тестирования полупроводников, китайские компании пробиваются через дифференцированную стратегию

Репортаж от Wedoany，Взрывной рост генеративного искусственного интеллекта и больших языковых моделей (LLM) перестраивает глобальную цепочку создания стоимости в индустрии оборудования для тестирования полупроводников. Постоянное совершенствование AI-ускорителей и высокопроизводительной памяти (HBM) превращает этап тестирования из традиционного «контролёра качества» в ключевое стратегическое звено управления выходом годных и затратами.

В архитектуре передовой упаковки крупные логические кристаллы с высокой вычислительной мощностью и многослойные HBM соединяются на единой подложке через высокоплотный интерпозер. Традиционная модель «тестирования после сборки» сталкивается с проблемой асимметрии выхода годных. Количество слоёв в стеке HBM увеличивается с 4 до 16, и отказ одного слоя DRAM может привести к браку всего кристалла HBM из-за мультипликативного эффекта выхода годных. Тестирование требует внедрения высокопараллельного скрининга на уровне пластин и алгоритмов восстановления с картой ремонта стека (RDA). Объём DRAM в AI-серверах в 8 раз превышает объём в обычных серверах, а объём NAND — в 3 раза, что приводит к геометрическому росту тестовых векторов и времени тестирования. Цена HBM3E составляет около 1,71 доллара США за Гбит, что выше 1,29 доллара США за Гбит у HBM2E. Ожидается, что доля поставок продуктов старшего поколения вырастет с 45% в 2024 году до 82%, что соответственно увеличивает стоимость тестового оборудования.

AI-ускорители предъявляют более жёсткие физические требования к автоматическому тестовому оборудованию (ATE). Производители тестового оборудования ведут технологическую гонку в области сверхвысокого энергоснабжения, прогностического контроля температуры и конструкции с высокой плотностью каналов. С распространением гетерогенной интеграционной упаковки глубокая интеграция системного тестирования (SLT) и автоматического оптического контроля (AOI) становится ключевой архитектурой производственных линий передовой упаковки. SLT, помещая чип в реальную рабочую среду, позволяет выявлять скрытые дефекты, вызванные межсоединениями асинхронных интерфейсов, джиттером в нескольких временных доменах и программным взаимодействием. Трёхмерный автоматический оптический контроль (3D AOI) использует структурированное световое проецирование и многокамерные стереосистемы для трёхмерной реконструкции изображения, точно количественно оценивая высоту и копланарность таких структур, как микровыступы. Интеграция этих двух технологий создаёт замкнутую систему, включающую измерение физической топографии, проверку электрических функций и прогнозирование выхода годных с обратной связью.

На мировом рынке оборудования для тестирования полупроводников компании Teradyne и Advantest сформировали дуополию, контролируя почти 90% рынка в сегменте высокопроизводительных SoC-тестеров и сверхвысокочастотных тестеров памяти. Ров международной дуополии заключается не только в аппаратных характеристиках, но и в накопленных за долгие годы барьерах программной экосистемы. Например, системное программное обеспечение IG-XL от Teradyne используется десятилетиями ведущими мировыми дизайн-центрами и крупными контрактными производителями упаковки и тестирования, формируя высокоустойчивую экосистему разработки для инженеров. Китайские компании по производству тестового оборудования стремятся прорваться в ключевые сегменты через дифференцированную стратегию. Компания Huafeng Test & Control достигла высокой степени импортозамещения в области тестового оборудования для аналоговых и смешанных сигналов, однако масштаб аналогового сегмента ограничен, что требует изучения путей цифровой трансформации. Компания Changchuan Technology придерживается стратегии «все категории, одно окно», успешно разработав высокопроизводительный цифровой SoC-тестер, прошедший сертификацию ведущих отечественных производителей. Её сортировщики занимают первое место по доле рынка в Китае, а продукция включает как традиционные сортировщики, так и высококлассные трёхтемпературные сортировщики для AI-чипов. Компания Suzhou Xince, полностью приобретя южнокорейского производителя высококлассного тестового оборудования для памяти GSI, полностью унаследовала его ключевые технологии тестирования памяти. Её продукция охватывает электрическое тестирование высокочастотной памяти, такой как HBM2/3, GDDR6X, и уже вошла в международные цепочки поставок SK Hynix и Amkor. Её самостоятельно разработанный сортировщик кристаллов высококлассной памяти (Memory Die Sorting) уже внедрён в цепочку поставок Yangtze Memory Technologies Corp (YMTC) и передан на пробные образцы компании ChangXin Memory Technologies (CXMT) для этапа верификации серийного производства.

Учитывая текущий технологический водораздел в мировом оборудовании для тестирования полупроводников, китайским отечественным производителям тестового оборудования и системным интеграторам необходимо реализовать ключевые пути прорыва. Усилить интегрированную линейку продуктов, включающую высокопроизводительные цифровые SoC-тестеры и динамические трёхтемпературные сортировщики ATC, используя сортировщики как канал привлечения трафика для продвижения высококлассных цифровых SoC-тестеров. Добиться импортозамещения высококлассного цифрового тестирования на линиях CoWoS передовых заводов по упаковке, таких как JCET и Tongfu Microelectronics. Сосредоточиться на слабых местах в производстве KGD HBM и TSV, ускорить импортозамещение высококлассных тестовых плат для памяти и сортировщиков в серийном производстве. Совместно с заводами DRAM, такими как YMTC и CXMT, углублённо прорабатывать интерфейсы высокополосных MEMS-зондовых карт, используя накопленный опыт серийного производства на SK Hynix и YMTC для укрепления технологической базы в области высокочастотного тестирования памяти. Заблаговременно вступить в глубокий альянс с ведущими фабриками по кремниевой фотонике или CPO, опираясь на архитектуру двустороннего фотоэлектрического тестирования WLT-D2 от ficonTEC и технологию анализа утечки света в сверхспектральном ближнем ИК-диапазоне. Совместно разработать высокоточный двусторонний фотоэлектрический тестовый стенд и сверхбыстрый адаптивный алгоритм активного поиска и юстировки света с собственной интеллектуальной собственностью, завершив позиционирование в цепочке создания стоимости.